CN101323540B

CN101323540B - 一种可发生负离子的釉料及其制备和应用方法

Info

Publication number: CN101323540B
Application number: CN2008100297633A
Authority: CN
Inventors: 林仁钧; 蔡瑞年
Original assignee: GUANGDONG SANSHUI DAHONG GLAZE MAKING CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG SANSHUI DAHONG GLAZE MAKING CO Ltd
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2028-07-28
Also published as: CN101323540A

Abstract

本发明公开了一种可发生负离子的釉料，其特征在于，所述釉料配方还包含有可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料；所述釉料主要配方组成范围(重量比)为SiO₂：40～70％，Al₂O₃：5～15％，K₂O+Na₂O：5～10％，CaO：0.1～12％，MgO：0.1～10％，ZnO：0.1～10％，B₂O₃：0.1～10％；激发材料：0.1～10％；能量传递材料：0.1～10％。另外本发明的制备方法包括如下步骤：首先，制备熔块；按照配比混合后进行熔制，然后急速淬冷至常温成为熔块；其次；熔块完成后进行煅烧；最后，研磨成品；其应用方法为添加本釉料2～15％到建筑卫生陶瓷的釉药中，再经施釉过程后于800℃～1300℃下烧制成釉面。本发明具有负离子释放效果好，环保等优点。

Description

一种可发生负离子的釉料及其制备和应用方法

技术领域

本发明涉及釉料技术领域，更具体地说是涉及一种特别的可发生负离子的釉料及其制备应用方法。

背景技术

由于负离子对人体有良好功效作用，目前已有多种方式将负离子导入人们生活环境，例如利用光晕放电及电子束原理制造负离子的空气清净机，并且有将电气石粉搀混入树脂纤维，经由空气通滤器制造来供给负离子的方法；但利用以光晕放电所制造负离子的同时，也会产生氮氧化物及臭氧等不利于人体的负面影响。而将电气石粉搀混入树脂纤维的空气过滤器，其必须强制空气通过仅能产生微量的负离子浓度，并且必须赋予设备硬件构造的条件来给予摩擦力及物理应力的外部刺激来达成。电气制品所产生的负离子浓度受到距离及空间等因素制约，释放的负离子生命周期较短，或者是单纯只以电气石微粉加入涂料或纤维、塑料就能释放负离子也言过其实，因为电气石(族)(tourmaline)：(Na，Ca)RAl6[Si6O18][BO3]3(O，OH，F)4式中钠可部分被钾代替，R主要为Mg、Fe、Li、Al、Mn，在电价得到补偿的情况下，Fe3+和Cr3+也可进入此位置；它是一种环状硅酸盐矿物，具玻璃光泽，以各种颜色产出，具焦电特性(pyroelectricity)，即组成矿物之晶体在当其温度有所变化时(例如：增加温度)时，会在极轴(c轴)之两端造成正、负电荷同时发展之现象，引起其自发偏极矩的变化，而在材料表面呈静电荷分布，这种效应即称为焦电效应。电气石在温度增加时会产生电位，铁电材料中，电气石虽具有焦电性，但欲达成释放负离子的目的则尚需藉由物理性的外部刺激辅助，且平均粒度应控制在1mm～5μm以确保负离子发生效率不因其结晶构造及极化现象的变化而导致负离子发生的释放浓度劣化，所以此种单纯矿物类型的产品所发生的负离子性能，较难以对环境净化的功能有所发挥。

而对建筑卫生陶瓷釉料而言，若采用天然电气石矿石加工获得的粉体，其颜色是矿石固有的本色，多为灰色或深灰色，除对施釉陶瓷制品的颜色外观将会造成影响之外，且需在特定釉料的条件之下才能够将电气石结构保护不在釉面烧成的过程中分解，丧失了其负离子释放功能，因而缩小了这方面的应用用途。

有公开号为CN1386550A中国专利叙述到一种将灰色超细电气石粉经特殊工艺技术处理，使其覆上一层白色二氧化钛，而获得一种白色电气石粉体，但这种材料制备工艺复杂，工业化推广应用可能还涉及到成本过高的问题；且在高温烧制过程中，白色二氧化钛覆膜易与釉料作用而失去其漂白功能，对建筑卫生陶瓷成品外观以及负离子释放能力方面一样会造成影响。

还有公开号CN1769242A中国专利利用合成的方法来制备具有负离子发射功能的陶瓷材料，其白度虽可以达到60度以上，但是基本上对于建筑卫生陶瓷釉料需在高温烧成部份的应用上，并没有做特殊的叙述。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足，而提供的一种具有长效及持续性的释放负离子、VOC(挥发性有机物)分解功能、有助于环境净化的釉料及其制备应用方法。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：

一种可发生负离子的釉料，其特征在于，所述釉料配方除主要组份原料外，还包含有可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料；所述釉料主要配方组成范围(重量比)为SiO₂ 40～70％，Al₂O₃ 5～15％，K₂O+Na₂O 5～10％，CaO 0.1～12％，MgO 0.1～10％，ZnO：0.1～10％，B₂O₃：0.1～10％；所述激发材料：0.1～10％；所述能量传递材料：0.1～10％。

所述釉料组成中的激发材料可为稀土矿、稀土元素氧化物、稀土元素盐、稀土元素单体中的一种或几种。最主要是利用稀土元素最外层的两个6S电子，第三层的4f轨域在原子序较小的几个元素如La、Ce、Nd、Gd、Re、Eu、Tb等稀土元素，其4f电子层填充电子数少，这样的电子结构特征决定了稀土元素容易发生电子转移，在正常条件之下通过元素电荷转移而发射能量。

所述釉料组成中的能量传递材料可以为二氧化钛、氧化锆、硅酸锆中的一种或几种。其中锐钛矿型的二氧化钛其效果最好，其晶型存在不稳定性，可以吸收空气中的紫外光及其它能量后以光触媒方式向外放射其所吸收的能量。

上述可发生负离子的釉料制备方法，其步骤包括，首先，制备熔块；按照配比，将釉料配方组成中引入可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料，混合后进行熔制，熔制温度为1200℃～1550℃，熔制时间为1.5～8小时，然后急速淬冷至常温成为熔块；

其次；熔块完成后接着在800℃～1100℃进行煅烧，煅烧时间为4～10小时；煅烧目的最主要是使熔块经过热处理过程而在熔块内部产生电气石微晶之结晶；其基本原理是将所有的成分经混合熔解之后，在较低温热处理的过程中造成熔块组成析出微晶构造，这类微晶熔块的析晶种类可以透过配方设计来达成，而本项发明最主要设计析出之微晶为钠铝电气石(olenite，NaAl3Al6(BO3)3(Si6O18)(O；OH)4)的微晶结构，钠铝电气石合成的相关报导在国外期刊(European Journal of Mineralogy；June 2000；v.12；no.3；p.529-541)有作过发表，但是透过微晶玻璃熔块来合成的方式，在国内尚属首见。

最后，研磨成品；煅烧后之熔块利用球磨机湿法研磨到过325目或其以上筛，浆料烘干打粉后即成为成品。

所述成品的应用方法为添加2～15％到建筑卫生陶瓷的釉药中，再经过施釉过程后于800℃～1300℃下烧制成釉面。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

一、环保；本发明的釉料是通过在建筑卫生陶瓷制品制釉浆的过程中作为一种组成兼容性较好的添加剂，然后进入烧成完成烧附在磁砖釉面的形成层；其耐水性、耐候性最好，可持续长久进行负离子的释放，具有抑菌和净化环境、分解VOC(挥发性有机物)之功能。

二、负离子的释放效果良好，如采用上述本发明方法生产的釉料，在建筑卫生陶瓷胚体表面形成釉层，经过高温烧成后，在静止状态下，30×30cm的表面积，可持续发生至少约1500(个)/cm³左右的负离子。

三、应用范围广；可适用于建筑卫生陶瓷外，还可以和市面上常见的负离子粉体使用方式一样，应用在混凝土板、塑料板、石膏板、油漆，塑料、纺织品等制品表面，具有良好的推广价值。

具体实施方式

实施例一：

根据本发明上述的釉料原料配比及制备方法，熔块配方组成：氧化物重量百分比为La₂O：0.87，Na₂O：0.8，K₂O：3.08，MgO：1.85，CaO：7.54，ZnO：12.19，Al₂O₃：5.69，B₂O₃：2.45，SiO₂：52.35，ZrO₂：4.57，TiO₂：8.61，可按以下原料配比，其中配方均为重量百分比；

硼酸：3.9 钾长石：27.6 硅砂：27.1 白云石：7.9

石灰石：7.9 锆粉：6.3 锌氧粉：11 氧化钛：7.9

氧化镧：0.4

将上述原料配比经混合完成后进行熔制，熔制温度为1500℃，持温2小时，待熔解完成后将玻璃膏迅速倒入常温水中进行淬冷，即获得熔块。熔块经干燥后，置于加热炉中进行热处理工序，煅烧热处理温度为从室温升至850℃保温30分钟，总时长为5.5小时，经过此道热处理程序之后即可得到产生电气石微晶熔块。将此熔块以湿法研磨加工到过325目筛，浆料烘干打粉，即可得到具有可发生负离子的釉料粉末。

将成品粉末以重量百分比为8％之添加量外加到建筑卫生陶瓷地砖所使用的面釉釉浆中，经过搅拌混合均匀之后进行施釉，并于隧道窑烧成，烧成周期65分钟，最高烧成温度1235℃下烧制成釉面。

实施例二：

熔块配方组成：氧化物重量百分比为CeO：1.87，Na₂O：0.76，K₂O：6.25，MgO：3.09，CaO：7.25，ZnO：9.71，Al₂O₃：5.44，B₂O₃：4.38，SiO₂：54.89，ZrO₂：6.37，可按以下原料配比，其中配方均为重量百分比；

硼酸：6.8 钾长石：25.4 硅砂：28.4 白云石：12.7

石灰石：4.2 锆粉：8.5 锌氧粉：8.5 碳酸钾：4.2

氧化铈：1.3

将上述原料配比经混合完成后进行熔制，熔制温度为1450℃，持温2.5小时，待熔解完成后将玻璃膏迅速倒入常温水中进行淬冷，即获得熔块。熔块经干燥后，置于加热炉中进行热处理工序，煅烧热处理温度为从室温升至800℃保温60分钟，总时长为8小时，经过此道热处理程序之后即可得到产生电气石微晶的熔块。将此熔块以湿法研磨加工到过400目筛，浆料烘干打粉，即可得到具有可发生负离子的釉料粉末。

将成品粉末以重量百分比为5％之添加量外加到建筑卫生陶瓷壁砖所使用的面釉釉浆中，经过搅拌混合均匀之后以钟罩式方式进行施釉，并于辊道窑烧成，烧成周期42分钟，最高烧成温度1145℃下烧制成釉面。

经测试本发明釉料具有的性能如下：

负离子性能；依中华人民共和国建材行业标准JC/T 1016【材料负离子量的测试方法】，使用日本INTI生产型号为ITC-201A的负离子测试仪进行测试，释放量可大于1500个/c.c以上，负离子释放量可用添加比例的调整来达到所欲释放的负离子数量。

VOC(挥发性有机物)分解测试；委托国内分析测试中心以HPLC进行48小时甲醛分解测试，其分解能力为一般未添加面釉4倍以上。

经放射性能指针检测，符合国家建材标准GB-6566之要求。

本发明并不局限于上述实施例，以上所显示的仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种可发生负离子的釉料，由主要配方组分构成，其特征在于，所述釉料配方中还包含有可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料；所述釉料主要配方组成范围重量比为SiO₂：40～70％，Al₂O₃：5～15％，K₂O+Na₂O：5～10％，CaO：0.1～12％，MgO：0.1～10％，ZnO：0.1～10％，B₂O₃：0.1～10％；所述激发材料：0.1～10％；所述能量传递材料：0.1～10％；

所述釉料组成中的激发材料为稀土矿、稀土元素氧化物、稀土元素盐中的一种或几种；所述釉料组成中的能量传递材料为二氧化钛、氧化锆、硅酸锆中的一种或几种。

2.一种权利要求1所述可发生负离子的釉料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：首先，制备熔块；按照配比，将釉料配方组成中引入可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料，混合后进行熔制，熔制温度为1200℃～1550℃，熔制时间为1.5～8小时，然后急速淬冷至常温成为熔块；

其次；熔块完成后接着在800℃～1100℃下进行煅烧，煅烧时间为4～10小时；

最后，研磨成品；煅烧后之熔块利用球磨机湿法研磨到过325目以上筛，浆料烘干打粉后即成为成品。

3.一种权利要求1所述可发生负离子的釉料的应用方法，其特征在于，上述釉料成品应用方法为，添加本釉料2～15％到建筑卫生陶瓷的釉药中，再经过施釉过程后于800℃～1300℃下烧制成釉面。